第二章 波粒二象性章末整合提升一、量子论与光子说量子论：德国物理学家普朗克提出．电磁波的发射和吸收是不连续的，是一份一份的，每一份电磁波的能量 E＝hν.光子说：爱因斯坦提出．空间传播的光也是不连续的，是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频率成正比，即 ε＝hν 其中 h 为普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s.【例 1】 (多选)下列对光子的认识，正确的是( )A．“光子说”中的光子就是我们平时所说的“微粒”B．“光子说”中的光子就是光电效应的光电子C．在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子D．光子的能量跟光的频率成正比答案 CD解析 根据光子说，在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子．我们平时所说的微粒指宏观世界的微小颗粒．光电效应中，金属内的电子吸收光子后克服原子核的库仑引力等束缚，逸出金属表面，成为光电子，故 A、B 选项错误，C 选项正确；由 ε＝hν 知，光子能量 ε 与其频率 ν 成正比，故 D 选项正确．【例 2】 20 世纪 20 年代，剑桥大学学生泰勒做了一个实验：在一个密闭的箱子里放上小灯泡，烟熏黑的玻璃、狭缝、针尖、照相底板，整个装置如图 1 所示．小灯泡发出的光通过熏黑的玻璃后变得十分微弱，经过三个月的曝光，在底片上针尖影子周围才出现非常清晰的衍射条纹．泰勒对这照片的平均黑度进行测量，得出每秒到达底片的能量是 5×10－13 J(h＝6.63×10－34 J·s)．图 1(1)假如起作用的光波波长约为 500 nm，计算从一个光子到下一光子到达底片所相隔的平均时间及光束中两邻近光子之间的平均距离；(2)如果当时实验用的箱子长为 1.2 m，根据(1)的计算结果，能否找到支持光是概率波的证据？答案 (1)8.0×10－7 s 240 m (2)见解析解析 (1)对于 λ＝500 nm 的光子能量为：ε＝hν＝h＝6.63×10－34× J＝4.0×10－19 J，因此每秒到达底片的光子数为：n＝＝个＝1.25×106个，如果光子是依次到达底片的，则光束中相邻两光子到达底片的时间间隔是：Δt＝ s＝ s＝8.0×10－7 s.两相邻光子间平均距离为：x＝cΔt＝3.0×108×8.0×10－7 m＝240 m.(2)由(1)的计算结果可知，两光子间距有 240 m，而箱子长只有 1.2 m，所以在箱子里一般不可能有两个光子同时在运动．这样就排除了光的衍射行为是光子相互作用的可能性．因此，衍射条纹的出现是许多光子各自独立行...
